oiuy 发表于 2014-5-28 08:48:09

【Apache Shiro】Session Management

Shiro Session
session管理可以说是Shiro的一大卖点。
Shiro可以为任何应用(从简单的命令行程序还是手机应用再到大型企业应用)提供会话解决方案。
在Shiro出现之前,如果我们想让你的应用支持session,我们通常会依赖web容器或者使用EJB的Session Bean。
Shiro对session的支持更加易用,而且他可以在任何应用、任何容器中使用。
即便我们使用Servlet或者EJB也并不代表我们必须使用容器的session,Shiro提供的一些特性足以让我们用Shiro session替代他们。
·基于POJO
·易定制session持久化
·容器无关的session集群
·支持多种客户端访问
·会话事件监听
·对失效session的延长
·对Web的透明支持
·支持SSO

使用Shiro session时,无论是在JavaSE还是web,方法都是一样的。


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public static void main(String[] args) {
    Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro/shiro.ini");
   
    SecurityUtils.setSecurityManager(factory.getInstance());
    Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
    UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("king","t;stmdtkg");
    currentUser.login(token);
   
    Session session = currentUser.getSession();
    System.out.println(session.getHost());
    System.out.println(session.getId());
   
    System.out.println(session.getStartTimestamp());
    System.out.println(session.getLastAccessTime());
   
    session.touch();
    User u = new User();
    session.setAttribute(u, "King.");
    Iterator<Object> keyItr = session.getAttributeKeys().iterator();
    while(keyItr.hasNext()){
      System.out.println(session.getAttribute(keyItr.next()));
    }
}





无论是什么环境,只需要调用Subject的getSession()即可。

另外Subject还提供了一个...
    Session getSession(boolean create);
即,当前Subject的session不存在时是否创建并返回新的session。
以DelegatingSubject为例:
(注意!从Shiro 1.2开始多了一个isSessionCreationEnabled属性,其默认值为true。)

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    public Session getSession() {
      return getSession(true);
    }

    public Session getSession(boolean create) {
      if (log.isTraceEnabled()) {
            log.trace("attempting to get session; create = " + create +
                  "; session is null = " + (this.session == null) +
                  "; session has id = " + (this.session != null && session.getId() != null));
      }

      if (this.session == null && create) {

            //added in 1.2:
            if (!isSessionCreationEnabled()) {
                String msg = "Session creation has been disabled for the current subject.This exception indicates " +
                        "that there is either a programming error (using a session when it should never be " +
                        "used) or that Shiro's configuration needs to be adjusted to allow Sessions to be created " +
                        "for the current Subject.See the " + DisabledSessionException.class.getName() + " JavaDoc " +
                        "for more.";
                throw new DisabledSessionException(msg);
            }

            log.trace("Starting session for host {}", getHost());
            SessionContext sessionContext = createSessionContext();
            Session session = this.securityManager.start(sessionContext);
            this.session = decorate(session);
      }
      return this.session;
    }





SessionManager
正如其名,sessionManager用于为应用中的Subject管理session,比如创建、删除、失效或者验证等。
和Shiro中的其他核心组件一样,他由SecurityManager维护。
(注意:public interface SecurityManager extends Authenticator, Authorizer, SessionManager)。

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public interface SessionManager {
    Session start(SessionContext context);
    Session getSession(SessionKey key) throws SessionException;
}





Shiro为SessionManager提供了3个实现类(顺便也整理一下与SecurityManager实现类的关系)。

·DefaultSessionManager

·DefaultWebSessionManager

·ServletContainerSessionManager

其中ServletContainerSessionManager只适用于servlet容器中,如果需要支持多种客户端访问,则应该使用DefaultWebSessionManager。

默认情况下,sessionManager的实现类的超时设为30分钟。
见AbstractSessionManager:
    public static final long DEFAULT_GLOBAL_SESSION_TIMEOUT = 30 * MILLIS_PER_MINUTE;
    private long globalSessionTimeout = DEFAULT_GLOBAL_SESSION_TIMEOUT;

当然,我们也可以直接设置AbstractSessionManager的globalSessionTimeout。比如在.ini中:
securityManager.sessionManager.globalSessionTimeout = 3600000

注意!如果使用的SessionManager是ServletContainerSessionManager(没有继承AbstractSessionManager),超时设置则依赖于Servlet容器的设置。见:https://issues.apache.org/jira/browse/SHIRO-240

session过期的验证方法可以参考SimpleSession:

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    protected boolean isTimedOut() {

      if (isExpired()) {
            return true;
      }

      long timeout = getTimeout();

      if (timeout >= 0l) {

            Date lastAccessTime = getLastAccessTime();

            if (lastAccessTime == null) {
                String msg = "session.lastAccessTime for session with id [" +
                        getId() + "] is null.This value must be set at " +
                        "least once, preferably at least upon instantiation.Please check the " +
                        getClass().getName() + " implementation and ensure " +
                        "this value will be set (perhaps in the constructor?)";
                throw new IllegalStateException(msg);
            }

            // Calculate at what time a session would have been last accessed
            // for it to be expired at this point.In other words, subtract
            // from the current time the amount of time that a session can
            // be inactive before expiring.If the session was last accessed
            // before this time, it is expired.
            long expireTimeMillis = System.currentTimeMillis() - timeout;
            Date expireTime = new Date(expireTimeMillis);
            return lastAccessTime.before(expireTime);
      } else {
            if (log.isTraceEnabled()) {
                log.trace("No timeout for session with id [" + getId() +
                        "].Session is not considered expired.");
            }
      }

      return false;
    }





试着从SecurityUtils.getSubject()一步步detect,感受一下session是如何设置到subject中的。
判断线程context中是否存在Subject后,若不存在,我们使用Subject的内部类Builder进行buildSubject();

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    public static Subject getSubject() {
      Subject subject = ThreadContext.getSubject();
      if (subject == null) {
            subject = (new Subject.Builder()).buildSubject();
            ThreadContext.bind(subject);
      }
      return subject;
    }





buildSubject()将建立Subject的工作委托给securityManager.createSubject(subjectContext)
createSubject会调用resolveSession处理session。

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    protected SubjectContext resolveSession(SubjectContext context) {
      if (context.resolveSession() != null) {
            log.debug("Context already contains a session.Returning.");
            return context;
      }
      try {
            //Context couldn't resolve it directly, let's see if we can since we have direct access to
            //the session manager:
            Session session = resolveContextSession(context);
            if (session != null) {
                context.setSession(session);
            }
      } catch (InvalidSessionException e) {
            log.debug("Resolved SubjectContext context session is invalid.Ignoring and creating an anonymous " +
                  "(session-less) Subject instance.", e);
      }
      return context;
    }





resolveSession(subjectContext),首先尝试从context(MapContext)中获取session,如果无法直接获取则改为获取subject,再调用其getSession(false)。如果仍不存在则调用resolveContextSession(subjectContext),试着从MapContext中获取sessionId,根据sessionId实例化一个SessionKey对象,并通过SessionKey实例获取session。getSession(key)的任务直接交给sessionManager来执行。
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    public Session getSession(SessionKey key) throws SessionException {
      return this.sessionManager.getSession(key);
    }





sessionManager.getSession(key)方法在AbstractNativeSessionManager中定义,该方法调用lookupSession(key),lookupSession调用doGetSession(key),doGetSession(key)是个protected abstract,实现由子类AbstractValidatingSessionManager提供(final)。doGetSession调用retrieveSession(key),该方法尝试通过sessionDAO获得session信息。最后,判断session是否为空后对其进行验证(参考SimpleSession.validate())。

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    protected final Session doGetSession(final SessionKey key) throws InvalidSessionException {
      enableSessionValidationIfNecessary();

      log.trace("Attempting to retrieve session with key {}", key);

      Session s = retrieveSession(key);
      if (s != null) {
            validate(s, key);
      }
      return s;
    }






Session Listener

我们可以通过SessionListener接口或者SessionListenerAdapter来进行session监听,在session创建、停止、过期时按需进行操作。

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public interface SessionListener {

    void onStart(Session session);

    void onStop(Session session);

    void onExpiration(Session session);
}





我只需要定义一个Listener并将它注入到sessionManager中。

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package pac.testcase.shiro.listener;

import org.apache.shiro.session.Session;
import org.apache.shiro.session.SessionListener;

public class MySessionListener implements SessionListener {

    public void onStart(Session session) {
      System.out.println(session.getId()+" start...");
    }

    public void onStop(Session session) {
      System.out.println(session.getId()+" stop...");
    }

    public void onExpiration(Session session) {
      System.out.println(session.getId()+" expired...");
    }

}





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realm0=pac.testcase.shiro.realm.MyRealm0
realm1=pac.testcase.shiro.realm.MyRealm1

authcStrategy = org.apache.shiro.authc.pam.AllSuccessfulStrategy
sessionManager = org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager
#sessionManager = org.apache.shiro.web.session.mgt.ServletContainerSessionManager

sessionListener = pac.testcase.shiro.listener.MySessionListener
securityManager.realms=$realm1
securityManager.authenticator.authenticationStrategy = $authcStrategy
securityManager.sessionManager=$sessionManager
#sessionManager.sessionListeners =$sessionListener
securityManager.sessionManager.sessionListeners=$sessionListener





SessionDAO
SessionManager将session CRUD的工作委托给SessionDAO。

我们可以用特定的数据源API实现SessionDAO,以将session存储于任何一种数据源中。

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public interface SessionDAO {

    Serializable create(Session session);

    Session readSession(Serializable sessionId) throws UnknownSessionException;
   
    void update(Session session) throws UnknownSessionException;

    void delete(Session session);
   
    Collection<Session> getActiveSessions();
}




当然,也可以把子类拿过去用。


·AbstractSessionDAO:在create和read时对session做验证,保证session可用,并提供了sessionId的生成方法。

·CachingSessionDAO:为session存储提供透明的缓存支持,使用CacheManager维护缓存。
·EnterpriseCacheSessionDAO:通过匿名内部类重写了AbstractCacheManager的createCache,返回MapCache对象。
·MemorySessionDAO:基于内存的实现,所有会话放在内存中。
下图中的匿名内部类就是EnterpriseCacheSessionDAO的CacheManager。


默认使用MemorySessionDAO(注意!DefaultWebSessionManager extends DefaultSessionManager)


当然,我们也可以试着使用缓存。
Shiro没有默认启用EHCache,但是为了保证session不会在运行时莫名其妙地丢失,建议启用EHCache优化session管理。
启用EHCache为session持久化服务非常简单,首先我们需要添加一个denpendency。

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<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-ehcache</artifactId>
    <version>${shiro.version}</version>
</dependency>




接着只需要配置一下,以.ini配置为例:

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realm0=pac.testcase.shiro.realm.MyRealm0
realm1=pac.testcase.shiro.realm.MyRealm1

authcStrategy = org.apache.shiro.authc.pam.AllSuccessfulStrategy
sessionManager = org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager
cacheManager=org.apache.shiro.cache.ehcache.EhCacheManager
sessionDAO=org.apache.shiro.session.mgt.eis.EnterpriseCacheSessionDAO
#sessionManager = org.apache.shiro.web.session.mgt.ServletContainerSessionManager

sessionListener = pac.testcase.shiro.listener.MySessionListener
securityManager.realms=$realm1
securityManager.authenticator.authenticationStrategy = $authcStrategy
securityManager.sessionManager=$sessionManager
sessionManager.sessionListeners =$sessionListener
sessionDAO.cacheManager=$cacheManager
securityManager.sessionManager.sessionDAO=$sessionDAO
securityManager.sessionManager.sessionListeners=$sessionListener




此处主要是cacheManager的定义和引用。
另外,此处使用的sessionDAO为EnterpriseCacheSessionDAO。
前面说过EnterpriseCacheSessionDAO使用的CacheManager是基于MapCache的。
其实这样设置并不会影响,因为EnterpriseCacheSessionDAO继承CachingSessionDAO,CachingSessionDAO实现CacheManagerAware。

注意!只有在使用SessionManager的实现类时才有sessionDAO属性。
(事实上他们把sessionDAO定义在DefaultSessionManager中了,但似乎有将sessionDAO放到AbstractValidatingSessionManager的打算。)
如果你在web应用中配置Shiro,启动后你会惊讶地发现securityManger的sessionManager属性居然是ServletContainerSessionManager。
看一下上面的层次图发现ServletContainerSessionManager和DefaultSessionManager没有关系。
也就是说ServletContainerSessionManager不支持SessionDAO(cacheManger属性定义在CachingSessionDAO)。
此时需要显示指定sessionManager为DefaultWebSessionManager。

关于EhCache的配置,默认情况下EhCacheManager使用指定的配置文件,即:
private String cacheManagerConfigFile = "classpath:org/apache/shiro/cache/ehcache/ehcache.xml";
来看一下他的配置:

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<ehcache>
    <diskStore path="java.io.tmpdir/shiro-ehcache"/>
    <defaultCache
            maxElementsInMemory="10000"
            eternal="false"
            timeToIdleSeconds="120"
            timeToLiveSeconds="120"
            overflowToDisk="false"
            diskPersistent="false"
            diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
            />
            
    <cache name="shiro-activeSessionCache"
         maxElementsInMemory="10000"
         overflowToDisk="true"
         eternal="true"
         timeToLiveSeconds="0"
         timeToIdleSeconds="0"
         diskPersistent="true"
         diskExpiryThreadIntervalSeconds="600"/>

    <cache name="org.apache.shiro.realm.text.PropertiesRealm-0-accounts"
         maxElementsInMemory="1000"
         eternal="true"
         overflowToDisk="true"/>

</ehcache>





如果打算改变该原有设置,其中有两个属性需要特别注意:
·overflowToDisk="true":保证session不会丢失。
·eternal="true":保证session缓存不会被自动失效,将其设为false可能会和session validation的逻辑不符。

另外,name默认使用"shiro-activeSessionCache"
public static final String ACTIVE_SESSION_CACHE_NAME = "shiro-activeSessionCache";
如果打算使用其他名字,只要在CachingSessionDAO或其子类设置activeSessionsCacheName即可。

当创建一个新的session时,SessionDAO的实现类使用SessionIdGenerator来为session生成ID。
默认使用的SessionIdGenerator是JavaUuidSessionIdGenerator,其实现为:

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    public Serializable generateId(Session session) {
      return UUID.randomUUID().toString();
    }




当然,我们也可以自己定制实现SessionIdGenerator。

Session Validation & Scheduling
比如说用户在浏览器上使用web应用时session被创建并缓存什么的都没有什么问题,只是用户退出的时候可以直接关掉浏览器、关掉电源、停电或者其他天灾什么的。然后session的状态就不得而知了(it is orphaned)。

为了防止垃圾被一点点堆积起来,我们需要周期性地检查session并在必要时删除session。
于是我们有SessionValidationScheduler:

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public interface SessionValidationScheduler {

    boolean isEnabled();
    void enableSessionValidation();
    void disableSessionValidation();

}




Shiro只提供了一个实现,ExecutorServiceSessionValidationScheduler。
默认情况下,验证周期为60分钟。当然,我们也可以通过修改他的interval属性改变验证周期(单位为毫秒),比如这样:

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sessionValidationScheduler = org.apache.shiro.session.mgt.ExecutorServiceSessionValidationScheduler
sessionValidationScheduler.interval = 3600000
securityManager.sessionManager.sessionValidationScheduler = $sessionValidationScheduler




如果打算禁用按周期验证session(比如我们在Shiro外做了一些工作),则可以设置


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securityManager.sessionManager.sessionValidationSchedulerEnabled = false




如果不打算删除失效的session(比如我们要做点统计之类的),则可以设置

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securityManager.sessionManager.deleteInvalidSessions = false



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